Energiespeicher im Verbund mit gebäudeintegrierter Photovoltaik
In Deutschland, Österreich und die Schweiz hat sich die Solarenergie zu einer entscheidenden Komponente der Energiewende entwickelt. Allein Deutschland erzeugte im Jahr 2023 etwa 58,4 TWh Solarstrom, was einem Anteil von 12% am Strommix des Landes entspricht. Martin Ulmann, Marketing Manager bei SunStyle, einem Anbieter von Solardächern, zeigt im Gastbeitrag auf, wie gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) zu einer nachhaltigeren Energiezukunft beitragen kann.
SunStyle hat ein Solardach entwickelt, das sowohl als Bedachungsmaterial als auch als Kraftwerk funktioniert. Dank einer neuen Farb-Beschichtungstechnologie können SunStyle-Photovoltaikziegel in einer Vielzahl von Farben und Oberflächenstrukturen hergestellt werden. Bild: SunStyle
Das Dach als architektonisches Designelement nutzt Dachflächen optimal zur Erzeugung von Solarstrom. Bild: SunStyle
Das rasante Wachstum der Solarenergie hat auch verschiedene Herausforderungen mit sich gebracht, insbesondere das Missverhältnis zwischen Spitzenzeiten der Solarstromerzeugung und der Stromnachfrage. Im Jahr 2023 wurden in Deutschland fast 4% der erneuerbaren Energieerzeugung aufgrund von Netzengpässen und unzureichenden Energiespeicherkapazitäten gedrosselt. Dieses Problem unterstreicht den dringenden Bedarf an umfassenden Energiespeicherlösungen, um ein stabiles und widerstandsfähiges Netz zu gewährleisten.
Wachsender Bedarf an Energiespeicherlösungen
Die Erzeugung von Solarenergie ist von Natur aus schwankend und erreicht ihre Spitzenwerte während der Tageslichtstunden. Die Stromnachfrage steigt hingegen oft in den frühen Morgen- und Abendstunden an. Diese Diskrepanz führt zu Phasen von Überproduktion, die das Stromnetz nicht immer aufnehmen kann. In Deutschland haben die Verzögerungen beim Netzausbau dieses Problem noch verschärft. Infolgedessen müssen Netzbetreiber teilweise erneuerbare Energien drosseln und auf fossile Brennstoffe zurückgreifen, um Angebot und Nachfrage auszugleichen, insbesondere in Regionen mit Übertragungsengpässen.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, muss die Speicherkapazität erheblich ausgebaut werden. Laut aktuellen Daten wird prognostiziert, dass die Speicherkapazität in Deutschland von derzeit 1,4 GWh bis 2030 auf 57 GWh und bis 2050 möglicherweise auf 271 GWh steigen wird. Dieses Wachstum könnte bis 2050 einen wirtschaftlichen Mehrwert von 12 Mrd. Euro schaffen, da Speicher die Nutzung erneuerbarer Energie optimieren und die Abhängigkeit von kostspieligen Netzstabilisierungsmaßnahmen minimieren.
Integration von Solarenergie mit Speicherlösungen
Innovationen im Bereich der Energiespeicherung, wie z.B. große Lithium-Ionen-Batterien und intelligente Energiemanagementsysteme, sind entscheidend, um das Potenzial der Solarenergie voll auszuschöpfen. Unternehmen wie SunStyle ermöglichen die Integration von gebäudeintegrierter Photovoltaik - kurz BIPV - mit modernsten Speichertechnologien. Beispielsweise können Solar-Dächer mit Wärmepumpen, Smart-Home-Steuerungen und Stromspeichern kombiniert werden, um überschüssige Erträge zu speichern und bei geringer Erzeugung zu nutzen. Dies reduziert nicht nur Drosselungen, sondern erhöht auch die Eigenversorgung und minimiert Übertragungsverluste.
Dezentralisierung und Resilienz
Das Konzept eines dezentralen Netzes gewinnt zunehmend an Bedeutung, um die Energiesicherheit und -effizienz zu verbessern. In einem dezentralen System können Haushalte, Unternehmen und Gemeinden mit Solaranlagen, beispielsweise BIPV, und Speicher als Mikronetze (Microgrids) fungieren, die bei einem Ausfall des Hauptnetzes autonom arbeiten können. Dieser Ansatz reduziert Übertragungsverluste, und da die Energie näher am Verbrauchsort erzeugt wird, entlasten lokale Netze die überlasteten Stromleitungen.
Nicht zuletzt können BIPV-Lösungen Dachflächen in ästhetische energieerzeugende Anlagen verwandeln. Dies unterstützt nicht nur die Energiewende, sondern erhöht auch die Widerstandsfähigkeit gegen mögliche Störungen durch extreme Wetterbedingungen.
Finanzielle und politische Initiativen: Unterstützung der Energiewende
Um die Verbreitung von Solaranlagen wie solarintegrierten Dächern und Speichern zu beschleunigen, sind finanzielle und politische Initiativen entscheidend. In Deutschland bieten Initiativen wie das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) Subventionen und Einspeisevergütungen für erneuerbarer Energieanlagen. Darüber hinaus gewährt die Dach-Solar-Richtlinie in Regionen wie Hannover Zuschüsse für hochwertige Dachdämmungen in Kombination mit Solaranlagen.
Die Zukunft des Energiemixes: Solar im Mittelpunkt
Trotz der Vorteile bringt der Ausbau von BIPV auch Herausforderungen mit sich. Regulatorische Hürden, wie Bauvorschriften und Anforderungen in denkmalgeschützten Gebieten, können die Einführung verlangsamen. Zudem erfordert die Integration zahlreicher Solarinstallationen in das Stromnetz eine Aufrüstung der Infrastruktur und eine bessere Koordination mit Netzbetreibern. Um diese Hürden zu überwinden, entwickeln Unternehmen wie SunStyle Produkte, die lokalen Vorschriften entsprechen und sich ästhetisch in verschiedene Baustile einfügen. Dementsprechend können auch Eigentümer von denkmalgeschützten Gebäuden von der Integration von BIPV profitieren und müssen sich nicht zwischen lokaler Historie, Fortschritt und Ästhetik entscheiden.
Solarenergie wird eine dominante Rolle im zukünftigen erneuerbaren Energiemix spielen. Laut EEG zielt die Regierung auf eine Ausbaukapazität von 215 GW bis 2030 ab, was einen Grundpfeiler der Dekarbonisierungsstrategie des Landes darstellt. Ein ausgewogenes Energiesystem wird jedoch auch auf andere erneuerbare Energien wie Wind- und Wasserkraft angewiesen sein. Während Solarenergie tagsüber Spitzenwerte liefert, kann Windkraft nachts oder bei bewölktem Wetter Energie erzeugen. Wasserkraft bietet zusätzliche Flexibilität, besonders in Regionen wie der Schweiz, wo sie bereits 54% der Stromerzeugung ausmacht. Durch die Integration von Solarenergie mit Speicherlösungen und anderen erneuerbaren Energien kann das Energienetz also stabiler, effizienter und widerstandsfähiger werden.
Martin Ulmann, Marketing Manager bei SunStyle
